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Die Erfindung bezieht sich auf eine Formwerkzeuganordnung mit zumindest einem ersten Formteil und mit mindestens einem beweglich aufgenommenen, zweiten Formteil, insbesondere zum Herstellen von Rotorblättern für Windkraftanlagen, und mit wenigstens einer Schwenkeinrichtung für das zweite Formteil, welches mittels der Schwenkeinrichtung aus einer Position neben dem ersten Formteil in zumindest eine deckungsgleiche Position über dem ersten Formteil bringbar ist, wobei die Schwenkeinrichtung wenigstens ein Tragelement für das zweite Formteil aufweist, wobei das Tragelement um ein erstes Drehlager beweglich aufgenommen ist und mit einem zweiten Drehlager für eine Kippbewegung des zweiten Formteiles um sein zweites Drehlager ausgerüstet ist.
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Mit Hilfe von Formwerkzeuganordnungen aus zumindest zwei Formteilen werden beispielsweise Rotorblätter für Windkraftanlagen hergestellt. Dabei werden üblicherweise in den zwei Formteilen zwei Halbschalen vorgefertigt und dann die Formteile gemeinsam mit den Halbschalen derart übereinander angeordnet, dass aus den Halbschalen ein geschlossenes Rotorblattprofil entsteht. Um die beiden Formteile der Formwerkzeuganordnung miteinander zu fügen, insbesondere ein beweglich gehaltenes Formteil der Formteile in wenigstens eine etwa deckungsgleiche Position oberhalb des anderen, feststehenden Formteiles zu bewegen, weisen die Formwerkzeuganordnungen eine Schwenkeinrichtung auf.
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Nach der
EP 1 963 068 B1 oder der
DE 10 2008 046 573 B3 sind Formwerkzeuganordnungen vor bekannter Gattung bekannt, die eine Schwenkeinrichtung mit einem Tragelement und zwei Drehgelenken aufweisen, um die Schwenkhöhen der Formwerkzeuganordnung zu verringern. Dabei wird das beweglich aufgenommene Formteil um eines der Drehgelenke etwa um einen rechten Winkel gekippt wird, so dass die Öffnung des Formteiles seitlich in Richtung des ersten Formteiles weist. Anschließend wird das beweglich gehaltene Formteil, welches über das Kipplager mit dem Tragelement verbunden ist, durch Aufrichten des Trägers um das andere Drehgelenk verschwenkt, so dass das zweite Formteil mit seiner nunmehr nach unten weisenden Öffnung deckungsgleich über dem ersten, feststehenden Formteil angeordnet ist.
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Die beschriebenen Formwerkzeuganordnungen haben den Nachteil, dass speziell beim Übereinanderbringen der Formteile das Risiko besteht, dass die in die Halbschalen eingesetzten Stege zur Stabilisierung des herzustellenden Rotorblattprofiles während des Ver- beziehungsweise Einschwenkens des Tragelementes und des daran bereits gekippten, zweiten Formteiles beschädigt oder gar abgeknickt werden, was eine aufwendige Nacharbeit zur Folge hätte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Formwerkzeuganordnung der vorbezeichneten Gattung dahingehend zu verbessern, dass mittels der Schwenkeinrichtung ein Einschwenken des beweglichen Formteiles ohne die vorbenannten Nachteile durchgeführt werden kann.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Formwerkzeuganordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei einer Formwerkzeuganordnung mit zumindest einem ersten Formteil und mit mindestens einem beweglich aufgenommenen, zweiten Formteil, insbesondere zum Herstellen von Rotorblättern für Windkraftanlagen, und mit wenigstens einer Schwenkeinrichtung für das zweite Formteil, welches mittels der Schwenkeinrichtung aus einer Position neben dem ersten Formteil in zumindest eine deckungsgleiche Position über dem ersten Formteil bringbar ist, wobei die Schwenkeinrichtung mindestens ein Tragelement aufweist, welches um ein erstes Drehlager beweglich aufgenommen ist und mit einem zweiten Drehlager für eine Kippbewegung des zweiten Formteiles um das zweite Drehlager ausgerüstet ist, ist nach der Erfindung vorgesehen, dass zumindest das erste Drehlager der Schwenkeinrichtung beabstandet von der Aufstandsfläche des ersten feststehenden Formteiles angeordnet ist.
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Mit Hilfe einer derartig erfindungsgemäß ausgebildeten Formwerkzeuganordnung, deren erstes Drehlager für die Dreh- beziehungsweise Schwenkbewegung des Tragelementes und des daran angeordneten zweiten Formteiles in einer vorbestimmten Höhe zur Aufstandsfläche des ersten Formteiles angeordnet ist, lässt sich das Zusammenführen der Formteile unter Berücksichtigung der Gesamtdreh- bzw. Gesamtschwenkhöhe vereinfacht vornehmen, ohne das Risiko, dass das bewegliche Formteil insbesondere die Stege der im ersten Formteil vorgefertigten Halbschale für das Rotorblattprofil berührt. Durch die Verschiebung zumindest des ersten Drehlagers nach oben in Richtung des Fügebereiches der beiden Formteile ist ein vorteilhaftes Einschwenken des zweiten Formteiles zum ersten feststehenden Formteil erreicht. Darüber hinaus ist der Schwenkradius verringert, so dass wenigstens die im aufgeschwenkten Zustand der Formwerkzeuganordnung benötigte Aufstandsfläche mit Vorteil verkleinert ist. Neben einer verringerten Schwenkhöhe hat die erfindungsgemäße Formwerkzeuganordnung einen vorteilhaft geringen Platzbedarf. Bevorzugt ist sowohl das erste als auch das zweite Drehlager der Schwenkeinrichtung beabstandet zu den jeweiligen Außenkonturen der Formteile angeordnet, wobei das erste Drehlager höher gesetzt und das zweite Drehlager tiefer angeordnet ist.
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Mit Vorteil ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das erste Drehlager etwa auf einem Drittel und das zweite Drehlager ungefähr auf zwei Dritteln der Gesamtformhöhe angeordnet sind. Mit einer derartig erfindungsgemäßen Anordnung des ersten und zweiten Drehlagers der Schwenkeinrichtung, bezogen auf die Gesamtformhöhe, ist die Gesamtschwenkhöhe und die benötigte Grundfläche für das Aufstellen der Formwerkzeuganordnung mit Vorteil auf ein Minimum verringert. Damit lassen sich selbst Rotorblätter mit relativ großen Abmessungen in Produktionshallen fertigen, die für die Herstellung mit den Formwerkzeuganordnungen aus dem Stand der Technik sonst nicht mehr geeignet wären. Der Abstand der Drehlager von etwa einem Drittel und zwei Dritteln der Gesamtformhöhe berechnet sich insbesondere von der Aufstandsfläche des ersten Formteiles aus, wobei die angegebenen Höhen dabei eine ungefähre Annäherung an das Optimum für das sichere Einschwenken des zweiten Formteiles in die deckungsgleiche Ausrichtung zum ersten Formteil darstellen. Der Abstand des ersten Drehlagers, an dem das Tragelement schwenkbeweglich aufgenommen ist, und des zweiten Drehlagers, um dass das zweite Formteil kippbar am Tragelement angelenkt ist, kann selbstverständlich zwischen einem Viertel und drei Vierteln der Gesamtformhöhe variieren, was abhängig sein kann von einer im Zusammenhang mit der Ausbildung der Formteile eingesetzten Rahmenkonstruktion.
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Das beweglich aufgenommene Tragelement weist dabei wenigstens zwei, sich vom ersten Drehlager aus erstreckende Kragarme auf, wobei am freien Ende des ersten Kragarmes das zweite Drehlager zur Aufnahme des zweiten Formteiles angeordnet ist. Der Einsatz eines Tragelementes mit zwei sich ungefähr in entgegengesetzte Richtungen erstreckende Kragarme stellt eine konstruktiv vorteilhafte Möglichkeit zur Ausbildung der Schwenkeinrichtung und für eine drehbewegliche Aufnahme des zweiten Formteiles an der Schwenkeinrichtung dar. In Verbindung mit der beabstandeten Anordnung des Drehlagers von der Oberseite des zweiten Formteiles aus ist zudem eine vorteilhafte Aufnahme des zweiten Formteiles erreicht. Dessen Bewegung erfolgt nahe seinem Massenschwerpunkt, so dass die für die Bewegung des Formteiles aufzubringenden Kräfte möglichst gering gehalten werden können.
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Bevorzugt ist mit dem zweiten Kragarm ein die Schwenkbewegung des Tragelementes und des daran angeordneten zweiten Formteiles umsetzendes, erstes Verstellmittel verbunden. Mit der Anordnung beziehungsweise Anlenkung eines Verstellmittels für das Tragelement an seinem zweiten Kragarm, welcher sich etwa in die entgegengesetzte Richtung zum ersten Kragarm erstreckt, lässt sich eine auf das Tragelement einwirkende Verstellkraft erzeugen, mittels der das Tragelement und das zweite Formteil stets vorteilhaft einfach um das erste Drehlager bewegt werden können. Das erste Verstellmittel ist dabei drehbeweglich am Kragarm angelenkt, so dass während des Schwenkvorganges eine Relativbewegung zwischen Kragarm und Verstellmittel möglich ist. Der zweite Kragarm weist dabei wenigstens das halbe Längenmaß des ersten Kragarmes auf.
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Dabei ist das erste Verstellmittel insbesondere ein ungefähr parallel zur Aufstandsfläche des ersten Formteiles ausgerichteter Arbeitszylinder, der vorzugsweise am freien Ende des zweiten Kragarmes angreift. Mit der Verwendung eines als Arbeitszylinder ausgebildeten Verstellmittels können vorteilhaft hohe Kräfte erzeugt und relativ einfach am freien Ende des zweiten Kragarmes eingeleitet werden. Der Hub des insbesondere hydraulisch betätigbaren Arbeitszylinders ist dabei vorzugsweise auf den Verstellweg des um das erste Drehlager schwenkenden Kragarmes abgestimmt. Somit bilden die Endlagen des Kolbens im Zylinder jeweils das Ende für die Verstellbewegung des Tragelementes aus. Um der Schwenkbewegung des freien Endes des zweiten Kragarmes auf einer Kreisbahn nachfolgen zu können, ist der Arbeitszylinder sowohl an seinem Zylinderboden als auch an seinem Kolbenende drehbeweglich aufgenommen. Der Zylinderboden des Arbeitszylinders ist beispielsweise mit einer das erste, feststehende Formteil aufnehmenden Rahmenkonstruktion der Formwerkzeuganordnung verbunden.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass am zweiten Kragarm des Tragelementes ein zweites Verstellmittel angeordnet ist, welches mit dem zweiten Formteil dessen Kippbewegung um das zweite Drehlager am ersten Kragarm umsetzend verbunden ist. Mit der Anordnung eines zweiten Verstellmittels direkt am Tragelement lässt sich eine vorteilhafte Verstellbewegung des zweiten Formteiles um das zweite Drehlager gewährleisten, wobei die Verstellbewegung stets unabhängig von der Position des Tragelementes und des daran angeordneten, zweiten Formteiles zum ersten feststehenden Formteil erfolgen kann. Darüberhinaus kann das zweite Formteil, welches eine Kippbewegung um das zweite Drehlager ausführt, mittels seines zugeordneten Verstellmittels auf vorteilhafte Weise ebenfalls in einer jeweils vorgegebenen Kippendlage in Position gehalten werden.
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Bevorzugt ist das zweite Verstellmittel ein etwa parallel auf der dem zweiten Formteil abgewandten Seite des ersten Kragarmes verlaufender Arbeitszylinder, der mit einem bis auf die abgewandte Seite des ersten Kragarmes reichenden, am zweiten Formteil angeordneten Anschlussteils drehbeweglich gekoppelt ist. Der insbesondere ebenfalls hydraulisch betriebene, zweite Arbeitszylinder kann ebenso hohe Stellkräfte erzeugen, mit Hilfe denen sich das zweite Formteil um sein Kipplager am freien Ende des ersten Kragarmes mit Vorteil in seine Kippstellungen bringen und halten lässt. Dieses Kipplager ist dabei etwa auf der Hälfte der Formteilhöhe des zweiten Formteiles ausgebildet, wodurch hier ein optimaler Angriffspunkt nahe des Massenschwerpunktes des zweiten Formteiles geschaffen ist, um mögliche Hebelkräfte relativ gering zu halten. Der zweite Arbeitszylinder greift insbesondere mit seinem Zylinderboden etwa auf der Hälfte des zweiten Kragarmes des Tragelementes an und ist über sein Kolbenende mit einem als Konsole ausgebildeten Anschlussteil des zweiten Formteiles gekoppelt. Der Anlenkpunkt des Anschlussteiles ist ebenfalls während der gesamten Kippbewegung stets auf der dem zweiten Formteil abgewandten Seite des ersten Kragarmes angeordnet.
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Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Dreh- und Anlenkpunkte der Kragarme mindestens auf zwei Achsen radial um das einen gemeinsamen Mittenbereich ausbildende erste Drehlager liegen, wobei die Achsen in einem Winkel zwischen 120° und 150°, vorzugsweise in einem Winkel von etwa 135°, zueinander ausgerichtet sind. Durch die Ausrichtung der Dreh- und Anlenkpunkte an zwei Kragarmen, deren Erstreckungsrichtungen im Wesentlichen kongruent zu einer jeweils zugeordneten Achse der Dreh- und Anlenkpunkte verlaufen, ist eine vorteilhafte Drehpunktgeometrie erzielt. In der Position, in der das zweite Formteil deckungsgleich zum ersten, feststehenden Formteil angeordnet ist, erstreckt sich der erste Kragarm des Tragelementes nahezu senkrecht nach oben und der zweite Kragarm verläuft dabei sich von den Formteilen wegerstreckend etwa schräg nach unten, so dass die Verstellmittel optimal an den dazugehörigen Anlenkpunkten insbesondere des zweiten Kragarmes angreifen können und eine vorteilhafte Krafteinleitung sicherstellen.
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Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Drehlager wenigstens einen in Längsrichtung zu seiner Rotationsachse verschieblich gelagerten Bolzen zum Aufheben oder Herstellen der Formschlussverbindung zwischen dem zweiten Formteil und dem Tragelement der Schwenkeinrichtung aufweist. Dadurch ist insbesondere eine Entkopplung des zweiten Formteiles von der Schwenkeinrichtung möglich, so dass das zweite Formteil aus der Position über dem ersten Formteil in die Fügeposition direkt auf dem ersten Formteil bewegt werden kann. Zu diesem Zweck ist der Bolzen mit einem insbesondere am zweiten Formteil angeordneten Stellorgan gekoppelt, mittels dem der Bolzen in seiner Längsrichtung verschoben werden kann. Als Stellorgan kann insbesondere ein Schiebezylinder zum Einsatz kommen, mit Hilfe dem sich die Formschlussverbindung zwischen dem Bolzen und den Lagerflächen des zweiten Drehlagers am Trageelement und am zweiten Formteil relativ einfach aufheben und wieder herstellen lässt.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Formwerkzeuganordnung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
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1: eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Formwerkzeuganordnung bei vollständig geöffneten Formteilen;
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2: eine Ansicht der Formwerkzeuganordnung mit seinen um einen Winkel von 90° gekippten zweiten Formteil;
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3: eine Ansicht der Formwerkzeuganordnung mit übereinander angeordneten Formteilen, und
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4: eine Ansicht der Formteile in ihrer Fügeposition.
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Mit 1 ist eine Formwerkzeuganordnung bezeichnet, die ein erstes feststehendes Formteil 2 und ein zum ersten Formteil beweglich aufgenommenes zweites Formteil 3 aufweist. Jedes Formteil ist aus einer Rahmenkonstruktion 4, 5 und mittels einer an der jeweiligen Rahmenkonstruktion aufgenommenen Form 6, 7 ausgebildet. In den Formen 6, 7 werden jeweils ein Rotorblatt ausbildende Halbschalen vorgefertigt, die dann anschließend zu einem geschlossenen Profil zusammengefügt werden. Die Formwerkzeuganordnung 1 weist eine Schwenkeinrichtung 8 auf, mit Hilfe der das bewegliche, zweite Formteil 3 aus seiner Position neben dem ersten, feststehenden Formteil 2, wobei die Öffnung der Form 7 des zweiten Formteiles 3 nach oben weist, verschenkt werden kann. Die Schwenkeinrichtung 8 weist mindestens ein Tragelement 9 auf, das um ein erstes Drehlager 10 drehbeweglich gehalten ist und an dem ein erstes Verstellmittel 11 angreift. Des weiteren weist das Trageelement 9 zwei sich vom ersten Drehlager 10 etwa in entgegengesetzte Richtungen erstreckende Kragarme 12, 13 auf. Das erste Drehlager 10 ist dabei beabstandet von der unteren Aufstandsfläche 14 des ersten Formteiles 2 angeordnet, so dass mit Vorteil der Schwenkradius und somit der Abstand zwischen den zwei Formteilen 2, 3 im geöffneten Zustand der Formwerkzeuganordnung 1 verringert ist.
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2 zeigt die erfindungsgemäße Formwerkzeuganordnung 1 nach dem Kippen des zweiten Formteiles 3 um ein zweites Drehlager 15, das am freien Ende des ersten Kragarmes 12 des Tragelementes 9 angeordnet ist. Die Öffnung der Form 7 des zweiten Formteiles 3 weist dann seitlich in Richtung des ersten, feststehenden Formteiles 2, wobei das Tragelement 9 mit seinen Kragarmen weiterhin eine etwa waagerechte Ausrichtung zur Flächennormalen einnimmt. Für die Kippbewegung des zweiten Formteiles 3 um das zweite Drehlager 15 ist am zweiten Kragarm 13 des Tragelementes 9 ein zweites Verstellmittel 16 angeordnet, das an ein am zweiten Formteil 3 angeordnetes Anschlussstück 17 angreift. Das Verstellmittel 16 ist ein Hydraulikzylinder, der nach dem Kippen des zweiten Formteiles 3 um einen Winkel von bevorzugt 90° in seiner ausgefahrenen Endlagestellung steht.
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In 3 ist die Position der Formteile 2, 3 zueinander nach dem Verschwenken des Tragelementes 9 um das erste Drehlager 10 gezeigt, wobei nunmehr das erste Formteil 2 und das zweite Formteil 3 in einer deckungsgleichen Ausrichtung zueinander angeordnet sind. Dabei weisen die Formen 6, 7 der Formteile 2, 3 noch einen Abstand von etwa 200 mm zueinander auf, um den das zweite obere Formteil 3 noch abgesenkt werden muss. Wie aus 3 deutlich zu erkennen, sind das erste und das zweite Drehlager jeweils beabstandet zur Aufstandsfläche 14 und zur Formteiloberkante 18 der Formwerkzeuganordnung ausgebildet beziehungsweise angeordnet, was den Vorteil hat, dass sowohl neben einer verringerten Aufstandsfläche auch die maximale Schwenkhöhe für das zweite Formteil auf ein Minimum reduziert ist. In dieser Position weist das Tragelement 9 mit seinen Kragarmen 12, 13 eine nahezu senkrechte Ausrichtung zur Flächennormalen auf. Der erste Kragarm 12 an dessen freien Ende das zweite Drehlager 15 für die Kippbewegung des zweiten Formteiles angeordnet ist, verläuft unmittelbar senkrecht und der zweite Kragarm des Tragelementes 9 verläuft unter einem Winkel von etwa 135° zum ersten Kragarm. Für die Drehbewegung des Tragelementes 9 um das erste Drehlager 10 ist am freien Ende des zweiten Kragarmes 12 das erste Verstellmittel 11 angeordnet, mittels dem das Tragelement 9 gemeinsam mit dem zweiten Formteil 13 um einen rechten Winkel verschwenkt wird. Das erste Verstellmittel 11 ist ebenfalls ein Hydraulikzylinder, der eine etwa waagerechte Ausrichtung zur Flächennormalen beziehungsweise zur Aufstandsfläche 14 des ersten Formteiles 2 aufweist. Dessen Zylinderboden ist an einem Standfuß 19 der Schwenkeinrichtung 8 angeordnet und mit seinem beweglichen Kolbenende mit dem freien Ende des zweiten Kragarmes 13 verbunden.
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In 4 ist die Position gezeigt, in der die Formen 6, 7 zusammengefügt sind. Das wird dadurch erreicht, dass mindestens ein an der Ausbildung des zweiten Drehlagers 15 beteiligter Bolzen 20 in seiner Längsrichtung verschoben wird und somit die Formschlussverbindung zwischen den Kragelement 9 und dem Anschlussstück 17 aufgehoben wird. Gleichzeitig wird der mit seinem Zylinderboden auf der Hälfte des zweiten Kragarmes 13 verbundene und mit seiner Kolbenstange am Anschlussstück 17 befestigte Verstellmittel 16 hydraulisch entkoppelt und somit drucklos geschaltet, so dass das zweite Formteil 3 durch sein Eigengewicht parallel nach unten absinkt und dessen Form 7 auf der Form 6 des ersten Formteiles 2 zu liegen kommt. Zum Anheben und anschließenden Aufschwenken des Formteiles 2 ist das zweite Verstellmittel 16 wiederum mit Druck zu beaufschlagen, so dass dieses wieder nach oben fährt und das zweite Drehlager 15 durch Einfahren seines Bolzens 20 wieder verblockt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1963068 B1 [0003]
- DE 102008046573 B3 [0003]
